JP2008049584A - 発光性部材の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】蓄光材は、表面積を増大させ同重量での発光を多くするため粉体にするが、粉体を所定の面に均一に塗布、固着させることは困難であり、樹脂に混合してそれを塗布している。無機等の粉体を混合すると樹脂の粘度が上がり塗布が難しく、一定以上の混合は困難となり、所定の輝度を確保するために厚く塗布するため、全体のコストアップの要因となっている。よって、所定量の蓄光材を塗布することを容易にし、作業性を向上させ、同じ量の蓄光性粉体で、できるだけ輝度を向上させることにより、従来よりも蓄光材が少なくて済む発光性部材を提供する。
【解決手段】粒体である心材に接着剤を介して、その表面に発光性粉体３を付着させたものであって、発光性粉体３の最外部のもののほとんど又は全部が接着剤に埋没していないもの。
【選択図】図１

Description

本発明は、発光性部材の製造方法に関するものである。

一定時間の光の照射によって、その照射が停止した後、一定時間自己が発光する蓄光材の研究が進んでいる。特に単なる装飾やおもしろさだけでなく、非常時の照明用又は目印用として注目を浴びてきている。

例えば、大きな旅館やホテル、また、地下鉄構内では地震によって停電した場合、完全に真っ暗になるため避難ができなかったり、パニックに陥った人々によってまた別の災害が生じる場合もある。それらのため、電池による非常灯や自家発電装置を準備しているところもあるが、多くの事業所や地下鉄ではまだそこまでは至っていないし、そのような設備が大きな災害時に機能するかどうかも疑問である。

このような欠点を解消するため、壁面等に蓄光材で目印を付けることも行なわれてきている。例えば、特許文献１のような蓄光剤を含有する誘導用舗装板である。
特開２００４−１９７５１８

また、特許文献２のように道路に蓄光顔料を含む樹脂を塗布する方法も知られている。
特開平０８−３２５４７７

しかし、どのような方法であっても、その発光部分全体に蓄光材粉体を塗布したものである。この蓄光材は、表面積を増大させ同重量での発光を多くするため粉体にする。よって、粉体を所定の面に均一に塗布、固着させることは困難である。よって、樹脂に混合してそれを塗布することになる。無機等の粉体を混合すると樹脂の粘度が上がり塗布が難しくなるため、一定以上は混合できない。そこで所定の輝度を確保するためには、厚く塗布しなければならなくなる。
このため全体のコストアップになっていた。

また、同じ量の蓄光性粉体を用いても、できるだけ輝度を向上させたいという要望もあった。

そこで、本発明では、所定量の蓄光材を塗布することを容易にし、作業性を向上させ、且つ同じ蓄光材を使用し、且つ同じ明るさを確保し、それでいて従来よりも蓄光材が少なくて済む発光性部材を提供する。

以上のような現状に鑑み、本発明者は鋭意研究の結果本発明発光性部材及びその製造方法を完成させたものであり、その特徴とするところは、発光性部材にあっては、粒体である心材に接着剤を介して、その表面に発光性粉体を付着させたものであって、発光性粉体の最外部のもののほとんど又は全部が接着剤に埋没していない点にあり、製造方法にあっては、粒体である心材に接着剤を塗布し、ついでその表面に発光性粉体を付着させる点にある。

本出願でいう発光性とは、蓄光性、蛍光性、更には蓄光性を有する蛍光性のどれかを意味する概念として使用する。
蓄光性とは、光を受けて、そのエネルギーにより光が消えた後も一定時間可視光を出すものをいう。また、蛍光性とは、紫外線等の可視光以外の電磁波の照射によって可視光を出すものをいう。

更に、蓄光性を有する蛍光性とは、蛍光性を有しており、且つ蓄光性も有するもので、特に最近研究が進み、種々のものが市販されている。例えば、特許第２５４３８２５号に記載の蓄光性蛍光体等がある。

本発明では発光性粉体であるが、小さな粒体でもよい。サイズとしては、１μｍ〜０．１ｍｍ程度が好適である。
発行性粉体自体は、発光色が緑、青、赤などで無機物、無機／有機複合物でもよい。
要するに、特別なものである必要はなくどのようなものでもよい。

本発明の心材は、サイズとしては、０．０５〜１０ｍｍ、なかでも０．１〜５ｍｍが好適である。材質や色に関して次のような種類がある。
１ 色や材質を限定しないもの。即ち、上記の大きさであれば何でもよいということである。これでも、作業性等は向上し十分発明としての効果がある。
２ 白のような反射率の大きな粒体。この場合には、粒体の内部に光が吸収されないため、発光効率がよくなる。その他の効果は同じである。材質も自由であるが、無機系、即ちセラミックの白色ビーズが好適である。
３ 光透過性を有する粒体。例えば、ガラスビーズ、アクリル等の透明樹脂粒、石英のような天然物等である。また、シラスバルーンのような透明で中空のものでもよい。中でも、光透過率が７０％、好ましくは９０％以上であることが、より効果を大きくすることからも好適である。このような光透過率を有することによって、大きな効果があった。ここでいう光透過率は、表面の粗さによって変わるものでなく、表面を樹脂等で平らにして測定したものとする。なぜならば、心材表面に接着剤を塗布するためである。

光透過性のものを使用したときの効果に関する理論的理由は明確ではないが次のように考えられる。
光はまず周囲の発光性粉体や接着剤層に入る。ここで一部はその粉体に吸収され、他は通過してガラス層に入る。このガラス層に入った光はガラス内で反射したり、そのまま通過したりして、他の部分の粉体に入り吸収される。即ち蓄光エネルギーとなる。
また、粉体から放射されるは、基本的には３６０度全周にわたるため、外部に出るものと内部のガラス層に向かうものがある。内部に向かった光は前記同様再度粉体に吸収されエネルギーとなる。よって、通常ならば外に放射される光のみであるが、光透過性の本発明では放射された全光が利用されることとなる。

心材の形状は上記したごとく球状が好ましいが、他の形状、例えば、破砕したままの形状等でもよい。

この心材と発光粉体を固着させる接着剤はどのようなものでもよく、心材と粉体を固着させる機能があればよい。固着は必ずしも確実に接着する必要はなく、ある程度の力で付着、粘着していればよい。難燃性、不燃性樹脂を接着剤とした場合、難燃、不燃性ビーズの製造が可能である。

接着剤は透明又は半透明であることが必要であり、紫外線吸収剤等は含まないほうがよい。樹脂の例としては、シリケート樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、エチレン酢酸ビニル樹脂、塩化ビニル樹脂、アクリル系樹脂（ＭＭＡ樹脂等）、ポリエステル樹脂等がある。高分子化した樹脂の分散液あるいは溶液でもよい。

また、粉体の固着の状態は、「最外部のもののほとんど又は全部が接着剤に埋没していない」というものである。これは、すべての粉体が接着剤に埋没しているものではないということである。即ち、接着剤である樹脂と粉体を予め混合し粘性のある懸濁液を作成し、それを心材に塗布すると、すべての粉体が接着剤に埋没した状態になる。このようなものではないという意味である。
接着剤を心材に塗布した後、まだ粘性があるときに粉体をまぶすと、一部は接着剤に沈み埋没するが、一部はそのトップ（頂上）が接着剤から突出した状態になる。このような状態を指す。

このように、最外部が埋没しないようにするためには、接着剤と粉体の量で調整するのが簡単である。発明者の実験では、粉体／接着剤が重量比で３以上が好ましいことが分かった。即ち、接着剤が少ない方がいいのである。接着剤の粘度が適切に低ければ容易に５以上となる。

本発明の製造方法は、接着剤と発光性粉体を適用する方法と順序に特徴があるものである。即ち、心材に接着剤を塗布し、ついでその表面に発光性粉体を付着させるものである。
心材に樹脂を付着させる方法は、噴霧、塗布、浸漬（いわゆるどぶ漬け）、容器内での攪拌付着等どのような方法でもよい。付着の厚みも、表面材が固着できる程度あればよく、厚く付着させる必要はない。

接着剤が付着した心材に粉体を固着させるには、それに粉体をまぶせばよいのである。例えば、接着剤コーティングした心材を粉体中を転がす、心材に粉体を噴霧する、粉体の入った容器内に心材を入れて攪拌する等自由である。粉体固着は心材の周囲全体（周囲を完全に覆う必要はない）に付着すればよいため簡単である。余分なものは固着しないし、接着剤が露出している部分は自然に粉体が固着する。固着させた後、ふるいのようなもので余分な粉体を除去してもよい。この接着剤と粉体の固着作業（工程）は、１回とは限らず、複数回行なってもよい。
また、粉体の一部が接着剤中に完全に埋没してもよい。

次に本発明のように光透過性のものに固着せず、すべて粉体だけを用いた場合と比較する。
例えば、石の壁面にこの発光性粉体のみを塗布することは難しい。接着剤を塗布し、その上にこの微粉末を一定厚みで均一に塗布することはほぼ不可能である。噴霧するにしてもコテで塗布するにしても難しい。よって、接着剤と粉体を予め混合し、その混合液を塗布することにならざるを得ない。この場合、塗布できる粘度（軟らかさ）を維持しようとすると粉体は多く混合できない。このため、一定の輝度を確保しようとするとどうしても厚く塗布することになる。厚く塗布すると樹脂自体が多くなりコスト高となるだけでなく、エネルギーを与える光が深部に届きにくくなる。

これに対して、本発明では予め心材に粉体が固着されているため、一定の大きさがあり、接着剤を塗布した上にも均一に塗布しやすい。例えば、接着剤をプライマーとして塗布し、そこに本発明発光性部材を散布し、コテ等で上部を掃くだけで、接着しないものは簡単に除去できる。粉体のように舞い上がることもなく非常に簡単である。その上からトップコートしてもよい。

また、粘着テープ、接着テープに固着することも容易である。例えば、粘着テープ上に本発明発光性部材を散布し、固着しないものを傾斜させて除去するだけで簡単に、均一な一層だけの固着ができる。この場合もトップコートしてもよい。

発光性材料自体を粉体にせず、大きい状態で使用することも考えられるが、それは発光性の効率が悪く、同じ重量では表面積が大きいほど発光がよいため、粒を大きくすることは非常なコストアップになり考えにくい。

本発明の用途としては、非常用の誘導マーク又は照明用として、床、舗道、壁面等に塗布する材料として、更には装飾、模様その他として種々の使用が可能である。

本発明発光性部材には、次のような大きな利点がある。
（１） 発光性粉体そのものと比較して一定量塗布しやすい。舞い上がり等もない。
（２） 発光性粉体を樹脂に混合したものと比較して、高密度で多量に粉体を塗布しやすい。輝度が大きくなる。
（３） 光透過性の心材を用いた場合、発光性粉体そのものと比較して、同じ輝度を出すのに少ない発光性粉体で済む。発光性粉体が高価であるため大きな効果である。
（４） 光透過性の心材を用いた場合、エネルギーを与える入射光を有効に利用できる。

以下好適な実施例に基づいて本発明をより詳細に説明する。

図１は、本発明発光性部材１の１例を示す断面図である。心材であるガラスビーズ２の周囲に接着剤によって発光性粉体（ここでは蓄光顔料粉体）３が固着されている。この例では、粉体が２〜３層程度になっている。勿論、この量は自由である。

図２は図１の部分拡大図である。粉体３の最外部のもの４は接着剤に完全に埋没していないのが分かる。これは、おはぎに黄粉をまぶしたような状態であると考えられる。下層では接着剤が粉体の周囲を覆っているが、接着剤の量が少ない場合にはこの図のように空間ができている場合がある。このような構造は、樹脂が、まぶされた粉体の間隙を毛管現象によって上昇するからであると考えられる。

図３は、この図１の発光性部材１を必要な面５（壁面や床面等）に１層だけ塗布したところである。このように大きな（約１ｍｍ径）粒を一面に均一に塗布することは簡単である。１層だけでも、ガラスビーズの全周に発光性粉体が固着しているので十分な場合もあるのである。これと同じ程度の輝度を粉体だけの塗布で行なう場合はその施工がまず無理である。粉体をそのように塗布固着できない。そこで、図４のように接着剤に混合して塗布するとなると、同じ程度の輝度にするためには図のようにガラスビーズと同じ程度の厚みが必要であった。これは樹脂が多量に必要であり、かつ粉体が多く必要であった。

本発明発光性部材の１例を示す概略断面図である。 図１の部分拡大図である。 図１の発光性部材の使用状態を示す概略断面図である。 比較例を示す概略断面図である。

符号の説明

１ 本発明発光性部材
２ ガラスビーズ
３ 発光性粉体
４ 最外部の粉体
５ 被施工面

Claims (8)

1. 粒体である心材に接着剤を介して、その表面に発光性粉体を付着させたものであって、発光性粉体の最外部のもののほとんど又は全部が接着剤に埋没していないことを特徴とする発光性部材。
2. 該粒体は、光透過性を有するものである請求項１記載の発光性部材。
3. 該粒体の光透過率が９０％以上である請求項２記載の発光性部材。
4. 該接着剤と発光性粉体の使用比率は、発光性粉体／接着剤が重量比で３／１以上である請求項１〜３記載の発光性部材。
5. 該発光性粉体は、蓄光性顔料である請求項１〜４記載の発光性部材。
6. 該発光性粉体は、蛍光性顔料である請求項１〜４記載の発光性部材。
7. 該発光性粉体は、蓄光性を有する蛍光性顔料である請求項１〜４記載の発光性部材。
8. 粒体である心材に接着剤を塗布し、ついでその表面に発光性粉体を付着させることを特徴とする発光性部材の製造方法。
   

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